項目驅動的嵌入式系統原理與應用課程項目設計

孫 靜

（吉林師范大學計算機學院，吉林省四平市 136000）

項目驅動的嵌入式系統原理與應用課程項目設計

孫 靜

（吉林師范大學計算機學院，吉林省四平市 136000）

通過以項目驅動方式改革嵌入式系統原理與應用課程教學，項目設計遵循知識點依次增加的原則，最后實現知識綜合應用的實驗項目。把理論知識點和知識體系融合到實踐中講解、領會、消化。實踐證明，應用這種項目教學法，提高了學生的學習興趣、團隊合作精神，分析問題和解決問題的能力。

項目驅動；嵌入式系統；項目設計

本文著錄格式：孫靜. 項目驅動的嵌入式系統原理與應用課程項目設計[J]. 軟件，2016，37（12）：166-168

0 引言

嵌入式系統被廣泛應用于信息家電、智能儀器、醫療儀器、交通、軍事等領域，尤其物聯網的發展，市場對嵌入式人才的需求更加旺盛[1,2]。為了滿足社會對嵌入式系統應用人才的需求，高校許多專業加大了對嵌入式系統原理與應用課程的教學投入。高校教師不斷總結經驗，改進教學方法，創新培養模式。本文結合計算機科學與技術專業方向，課程特點和教學現狀，把項目驅動的教學方式運用到嵌入式系統原理及應用課程，通過不同的項目模塊的開發、實現，學習知識體系和知識點[3,4]。

2 嵌入式系統原理及應用課程特點和教學現狀

嵌入式系統原理與應用課程綜合性較強[5]，涉及到的知識包括硬件基礎知識，硬件接口，嵌入式操作系統（Linux操作系統或實時操作系統），C語言程序設計，網絡知識，操作系統下驅除了綜合性的理論知識外，嵌入式系統的學習需要不斷地在實踐中摸索，根據硬件構成，實際系統需要，是否需要移植操作系統，確定使用嵌入式Linux操作系統還是實時操作系統。項目的實現上編寫驅動程序和應用程序，反復調試，顯示結果。這些特點決定了嵌入式系統原理及應用課程的實踐性極強。因而對嵌入式的學習必須改變傳統的以講授為主的教學思路，從“做中學”[6,7]，把理論知識應用到實踐，反過來又推動對理論知識的理解。

嵌入式技術是當前應用的熱門技術，目前各個高校不同專業都開設嵌入式系統原理及應用課程，如自動化、機械自動化、計算機科學與技術等。每個專業都有自己的學科特點和學習特長，對嵌入式系統的學習目標各不相同。我校的計算機科學與技術專業的教學目標定位在嵌入式應用工程師，重點學習嵌入式系統上的編程開發。

3 課程項目設計

3.1 實驗平臺的選擇

實驗平臺是進行課程項目的基礎。目前社會應用基于ARM平臺的開發應用較多，結合我院的教學目標，選擇了基于OMAP3530實驗系統作為學生的實驗平臺。該平臺應用OMAP3530處理器，移植了嵌入式Linux2.6內核，既有核心板，又有擴展板。既能滿足學生學習嵌入式知識的入門需求，又能從事嵌入式項目的開發、設計。

3.2 項目設計原則和項目內容

嵌入式系統的實驗項目設計原則要求既能有效地提高學生的動手能力，又能加深對理論知識的理解和應用。利用“做中學”的教學方法，科學合理的設計教學實驗項目。項目設計在知識邏輯上由淺入深，動手能力由簡入難。首先從實驗環境的搭建開始，讓學生理解嵌入式的交叉編譯環境與其他的課程開發環境不一樣的原因，然后動手搭建開發環境，并熟練運用。然后以單個知識點，較少知識點開始訓練，使學生逐步學會把理論知識如何應用到開發平臺上，每個模塊實現成功后進行成果展示。幾個模塊任務完成后，學生編寫程序、調試程序的能力不斷提高，閱讀文獻資料能力也得到加強。基于上述原則，把實驗項目分成基礎性項目（如表1所示）和開發性項目（如表2所示）。通過基礎性實驗項目熟悉開發平臺，掌握基于Linux的驅動程序、應用程序編寫方法。通過做這些基礎性的項目單項學習知識點，練習程序調試方法，學習閱讀文獻資料。只有熟練了這些單項模塊的設計開發，才能進行綜合性的項目開發。綜合性的開發一方面由老師引導一些項目，把基礎性的實驗項目綜合成新的綜合性項目，另一方面，學生結合自己的想法設計新的題目，在開發平臺上設計實現，最后進行成果展示。

3.3 考核方式

表1 基礎性項目設計表

表2 綜合性實驗項目設計表

課程的學習方法以項目模塊驅動方式為主后，考核學生成績的方式也隨之改革。以往的考核方式是平時成績+期末考試成績，以期末考試成績為主，這樣容易造成學生期末背題而不理解理論知識。“項目驅動”方法實施后，考核貫穿該門課程的學習過程。教師時時了解項目的具體進度，詳細記錄每位學生的表現，及時解決學生遇到的問題[8]。考核方面包括：

（1）學習態度、團隊合作能力的考核；

（2）閱讀文獻能力的考核；

（3）編寫、調試程序能力的考核；

（4）設計能力的考核；

（5）綜合應用能力的考核。

4 結束語

經過3輪的學習，證明項目驅動教學方法調動了學生的學習積極性，首先學生必須端正學習態度。每個實驗項目的成功編寫與調試，使學生獲得了成就感。項目實現過程中感覺不理解的地方，必須及時和老師或同學討論，增加了師生間的溝通、同學講的團結合作。結果越討論，思路越清楚，對知識理解越透徹，易于應用到實踐中。

[1] 徐文超, 耿艷香, 陳雷, 閆智. 嵌入式系統原理課程創新型教學改革研究, 計算機教育, 2015(08): 55-57.

[2] 樓旭陽. 嵌入式系統原理及應用教學中學生實踐能力培養問題的探索與實踐, 高等學刊, 2015(05): 73-74.

[3] 晉剛, 胡國英, 劉云學, 王中訓. “嵌入式系統原理及應用”項目引導式實驗教學探究, 現代職業教育, 2016(17): 6-7.

[4] 田亞楠. 基于CDIO模式的項目教學法在《移動通信網絡優化》課程中的應用研究, 物聯網技術, 2015(12): 93-96.

[5] 王奕翔. 《嵌入式系統原理與應用》課程教學改革與實踐,教育現代化, 2016(9): 51-52.

[6] 查建中. 論“做中學”戰略下的CDIO模式, 高等工程教育研究, 2008(3): 1-6.

[7] 林海艷. 《杜威“做中學”原則及其現實合理性的心理學分析》, http:∥www.lwwzx.com/Freepaper/32377.htm

[8] 韓立華, 周穎, 胡暢霞. CDIO理念下工程項目教學案例開發與應用實踐, 計算機教育, 2015(24): 139-143.

Project Design of Principles and Applications of Embedded Systems Based on Project-driven

SUN Jing

(School of Computer Science, Jilin normal university Siping Jilin Province, 136000)

This paper reformed the principles and application of embedded systems courses by project-driven. The projects were designed according to knowledge points gradually increased and comprehensive application at last. The theoretical knowledge and knowledge system linked to practice to explain, understand and digestion. Project-driven teaching method improved the students’ interest in learning, spirit of teamwork, ability on analyze and solve problems.

Project-driven; Embedded systems; Project design

G642

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.12.035

孫靜(1974-)，女，副教授，主要研究方向：嵌入式系統應用。